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新疆地区炼焦煤储量大、煤种齐全,但由于成煤期(早、中侏罗世)较晚,成煤地质条件特殊,导致新疆炼焦煤煤质与内地炼焦煤差别较大,主要表现为新疆炼焦煤炼制的焦炭反应性(CRI)普遍高,反应后强度(CSR)低,通过配煤炼焦很难炼出CSR≥58%的高强度冶金焦炭。因此,充分利用新疆煤炭资源满足钢铁企业生产需求成为摆在煤炭工作者面前的一个亟需解决的难题。本课题首先对新疆单种炼焦煤煤质和炼制的焦炭进行分析,在基础试验的基础上,利用高强改质剂(ZBS-HSM)开展工业性试验,最后对改质机理进行深入分析。主要结论如下:(1)对新疆单种炼焦煤采用镜质组随机反射率、傅里叶红外变换光谱进行分析,发现新疆炼焦煤是在较短的时间内快速变质而形成的炼焦煤,同种牌号的炼焦煤煤化度较内地煤低,活性含氧官能团在较高煤化度煤中含量较多,说明新疆炼焦煤分子结构中芳香核的缩合程度低,煤分子结构单元外围的烷基侧链较长。(2)采用热重分析、扫描电镜和X射线衍射对ZBS-HSM改质机理进行分析。发现:ZBS-HSM对焦炭各向异性组织几乎没有影响,但能够显著改善煤在结焦过程高温阶段的缩聚反应,使缩聚反应峰值对应的温度升高,并参与碳原子的成键;焦炭微晶结构中芳香层片的定向程度变好,芳香层片尺寸更大,层片间距缩小,堆砌高度增加,层片边缘活性碳原子的个数减少;焦炭CSR指标主要取决于焦炭微晶结构中活性碳原子的数量。(3)在5.5m工业焦炉开展了三期工业性试验,在配煤中ZBS-HSM添加量0.3%,气煤(QM)配比超过30%情况下,能够生产出CSR≥58%的焦炭;为了降低生产中改质剂成本,ZBS-HSM配比降至0.2%,通过优化配煤同样能生产出CSR≥58%的焦炭。三期工业性试验结论如下:1)配比为:30%QM、18%FM、20%1/3JM、17%25JM、15%SM、0.3%ZBS-HSM,生产约2000t冶金焦,焦炭指标:M25>90%、M10<8%,CRI<32%、CSR>60%。2)配比为:35%QM、20%FM、29%25JM、16%SM、0.3%ZBS-HSM,生产约8000t冶金焦,焦炭指标:M25:90.57%、M10:7.0%,CRI:31.4%、CSR:59.01%。3)配比为:25%QM、27%FM、30%25JM、18%SM、0.2%ZBS-HSM,生产约700t冶金焦,焦炭指标:M40:81.50%、M25:90.52%、M10:7.18%,CRI:32.57%、CSR:59.62%。